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        偏光技術在材料研究中的應用有哪些

        文章出處:網責任編輯:作者:人氣:-發表時間:2018-03-22 11:19:00
            微分干涉顯微鏡會使用到偏光技術來對材料進行研究,而其中的微分干涉顯微鏡偏光檢測的工作原理又是怎樣的呢?下面就和沃德普儀器一起來了解一下!
         
            應用偏振光研究材料組織,已有近百年的歷史。偏振光金相研究也有幾十年的時間,主要用于以下兩方面。 
         
         ①  金屬顯微組織的研究,有一些金屬及合金,用一般金相顯微鏡無法觀察其真實組織,而在偏振光照明下,顯微組織。晶粒大小及位向等則清晰可辯;對于經受大量塑性變形的金屬,偏振光下還可以測定其擇優取向。  
         
         ②  鑒定非金屬夾雜物
         
         
        偏振光的基礎知識:  
         
            從物理光學可知,如果光波的振動方向都互相平行,只在一個固定方向振動的光稱線偏振光,簡稱偏振光。偏振光的振動方向和傳播方向所組成的面稱振動面。天然光通過起偏鏡后可成為線偏振光。偏振光可用檢偏鏡來檢查。不同狀態的偏振光通過檢偏鏡后,將有不同的變化規律。  
         
            對于線偏振光,當起偏鏡與檢偏鏡成正交位置時,通過檢偏鏡的光線最弱。因此起偏鏡與檢偏鏡的相對位置每轉90°交替出現強度最大和消光。  
         
            對于圓偏振光,不論檢偏鏡的位置如何,總有等量的偏振光通過檢偏鏡,光的強度不變,無消光現象。 
         
            對于橢圓偏振光,光的強度隨檢偏鏡的位置而改變,起偏鏡與檢偏鏡之間的相對位置每轉90°交替出現強度的極大和極小。  
         
            偏振光通過各向異性的單軸晶體時將產生雙折射現象,分成尋常光(O光)和非尋常光(e光),它們在晶體內的傳播速度不同,因而造成光程差ΔL0符合一定條件時,出射光可成為橢圓偏振光。偏振光通過一些非金屬夾雜物時,將產生上述效應而獲得橢圓偏振光。當試樣被線偏振光照射時,從平滑外表面反射的光仍為線偏振光,不能通過正交位置的檢偏鏡,因而在目鏡中看到黑暗;但在夾雜物處,光線既在外表面反射,又從夾雜物和金屬之間的界面反射后再經夾雜物折射出來,成為具有不同橢圓度的橢圓偏振光。能通過正交位置的檢偏鏡而進入目鏡,因此在目鏡中能清楚地看到夾雜物,所以偏光顯微鏡可用來觀察鑒定非金屬夾雜物。  
         
            金屬材料按其晶體結構不同可分為各向同性與各向異性。立方點陣的金屬都具有各向同性的特征,一般情況下對偏振光不起作用。非立方點陣的金屬,如六方晶系,三斜晶系,正方晶系等金屬都屬各向異性,對偏振光的反應極為靈敏。  
         
            當偏振光照射到一個多晶體的各向異性的金屬磨面上時,假如偏振光與某一晶粒的光軸成φ角,則反射光(為線偏振光)的振動面將旋轉一個ω角,它使得反射偏振光與檢偏鏡改變了原來的正交位置,部分反射偏振光能通過檢偏鏡進入目鏡。由于各個晶粒光軸方向各不一樣,φ角不等,因而每一個晶粒的反射偏振光的振動面旋轉的角度ω也不同,通過檢偏鏡的光線強度也不同,因而我們能夠在目鏡中觀察到明暗不一的多晶粒。對于弱各向異性的金屬,往往將檢偏鏡偏轉極小角度(不完全正交),可以使晶粒明暗差別顯著。金相映相襯度提高有利于組織觀察。以密排六方晶格的鋅為例,其晶體結構造成了光學各向異性,可以利用偏光技術觀察。 
             

         其實在使用顯微鏡的時候,可以通過觀察不同的被測物來選擇不同的觀察方法,沃德普儀器后續還會給大家介紹其他關于微分干涉顯微鏡的工作原理,希望大家能多關注沃德普儀器官網。 

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